提高焦化污水生物脱氮率的研究

传统的硝化反硝化生物脱氮工艺处理焦化污水时,厌氧反硝化脱氮需要回流硝化液,由于受到碳氮比低及回流比大等因素的影响,焦化污水的脱氮率只有30%～50%.我们采用部分亚硝化厌氧氨氧化工艺对焦化污水进行生物脱氮研究,结果表明:处理后的出水可达到国家<污水综合排放标准>(GB8978-1996一级),脱氮率高达80%以上.     

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理含氮废水的研究

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺是一种新型的废水脱氮工艺。实验采用模拟废水,进水氨氮浓度为600 mg/L。亚硝化SBR反应器在温度为30℃、HRT为24 h、DO≈0.2 mg/L的运行条件下,将废水中的一部分氨氮氧化成亚硝氮,并使得亚硝化SBR反应器出水中NH4+-N和NO2--N比值接近1∶1.32后,再作为厌氧氨氧化SBR反应器进水;厌氧氨氧化SBR反应器在温度为37℃、HTR为24 h的运行条件下,将氨氮和亚硝氮转化为N2。实验结果表明,部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺脱氮效果较好,废水中氮的去除率可达94.44%。     

厌氧氨氧化反应器研究进展

近几年,厌氧氨氧化(Anammox)工艺成为水处理领域的研究热点,因其具有绿色、高效的特点在高氨氮、低碳氮比污水处理方面极具发展前景。但厌氧氨氧化菌生长增殖缓慢且环境敏感度高,导致厌氧氨氧化工艺存在启动时间长、运行失稳等问题,从而制约了该工艺的工程化应用。反应器的选择对厌氧氨氧化工艺启动运行有重要影响,适合的反应器类型主要包括序批式、颗粒污泥、生物膜、膜生物、复合反应器等五大类。从这五类反应器的结构特点和脱氮效果等方面对已取得的成果进行论述,并指出厌氧氨氧化反应器的应用前景及有待解决的技术难题。     

常温下接种回流污泥实现BAF一体化自养脱氮工艺

为实现高氨氮废水的高效低耗稳定去除,在常温条件下,对曝气生物滤池（BAF）中实现与稳定短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行了研究。研究结果表明：常温条件下,BAF接种二沉池回流污泥,采用闷曝-连续运行结合的接种挂膜方式,可成功实现短程硝化-厌氧氨氧化一体化自养脱氮。闷曝阶段使种泥活性恢复,而连续流运行过程中游离氨（FA）浓度高,可抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）,实现BAF中亚硝酸盐累积;通过调整BAF回流方式,降低回流液中NO₂^--N,防止NOB生长,并通过厌氧氨氧化（Anammox）滤池出水回流方式,接种微量Anammox菌,运行80 d可实现短程硝化-厌氧氨氧化,140 d后系统运行稳定,总氮（TN）去除率达76.62%。生物滤池有利于短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现与稳定,生物膜中不同厚度存在好氧缺氧环境,利于氨氧化菌（AOB）和Anammox菌共存;滤料的过滤作用有效地防止了Anammox菌流失,使其在系统中不断累积生长。不仅如此,AOB和Anammox菌均为自养菌且生长缓慢,避免了生物滤池的频繁反冲洗,简化了生物滤池的运行。气水比是BAF中一体化运行的关键参数,本研究中最佳的气水比为12：1,氨氮去除负荷达到0.91 kg N·m^-3·d^-1,氨氮和TN去除率分别可达96.86%和85.47%。     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺研究进展

厌氧氨氧化（ANAMMOX）是一种新型的经济的生物脱氮新工艺。近年来,对厌氧氨氧化工艺的研究取得了许多突破性的成果。综述了厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化反应启动的相关研究。介绍了厌氧氨氧化菌的富集培养分离的方法以及特性;总结分析了近年来采用不同反应器、不同污泥源进行厌氧氨氧化反应启动和完成启动的评判标准。     

厌氧氨氧化工艺

荷兰B．V．Paques在PoUutec2006上展出了一项将氨选择性转化为氮气的生物脱氮工艺，并成为EPP环境保护奖的获得者之一。该厌氧氨氧化工艺由B．V．Paques与荷兰代尔夫特理工大学及奈梅亨大学研究人员联合开发而成，是目前对自然界氮循环最经济、简捷的一种新型生物脱氮工艺。该工艺利用planctomycete菌群为厌氧氨氧化菌，其中，Broeadiaanammoxidans是首个被确认有厌氧氨氧化作用的微生物。厌氧氨氧化微生物能将氨根离子（NH4^＋）和亚硝酸根离子（NO2^-）转化为氮气，由于其为自养型微生物，因此不需要外加甲醇等碳源。     

厌氧氨氧化工艺研究进展

针对传统生物脱氮存在的问题，厌氧氨氧化工艺作为一种新的生物脱氮技术因其自身的优点，备受国内外水处理界的关注。本文在阐述了厌氧氨氧化的反应机理、厌氧氨氧化茵的分离鉴定、不同厌氧氨氧化反应器的启动运行情况以及应用研究现状，指出了存在的问题，并提出了今后的主要研究方向。     

基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响

首先采用厌氧氨氧化生物膜反应器建立稳定的厌氧氨氧化处理系统,控制温度为(32±2)℃,pH为(7.2±0.2)。通过控制进水基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)分别为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.32和1:1.4来研究基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响,在基质比1:1.20时,生物膜反应器的脱氮效果最好,进水NH_4~+-N为150 mg/L,HRT为12 h,其出水的平均NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别为6 mg/L和3.5 mg/L,NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别为96%、98%,此时的脱氮性能最好且稳定,其发生反应的NO_2~--N/NH_4~+-N最接近厌氧氨氧化反应式中的1.32。     

以活性污泥为接种污泥厌氧氨氧化工艺的快速启动及脱氮效能

以活性污泥作为接种污泥,研究了采用厌氧序批式生物膜反应器（anaerobic sequencing biofilm batch reactor,AnSBBR）进行低浓度含氮废水的厌氧氨氧化工艺的快速启动。通过调整进水溶解氧（dissolved oxygen,DO）和水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）等关键控制因素,加速厌氧氨氧化生物膜的快速形成。结果表明,启动运行40天后,发生明显的厌氧氨氧化反应。运行90天,氮去除效率（nitrogen removal efficiency,NRE）和脱氮负荷率（nitrogen removal loading rate,NRLR）分别达到99.7%和0.048 kg/(m³?d)。生物膜内部呈现红色,扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）发现厌氧氨氧化生物膜是由多个小聚合体形成,多为球菌,内部结构排列紧密。微生物群落进一步分析表明,厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要为Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia,且在168天最高达到了12%的相对丰度,表明AnAOB成为生物膜内重要的优势菌属。     

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统的研究进展

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统（Anammox-BES）是一种极具发展潜力的污水脱氮技术，兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势，近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理；综述了影响Anammox-BES的主要因素，包括电极材料、电极电位、温度、pH、溶解氧、有机物和接种物等；总结了Anammox-BES的研究现状，并在脱氮性能以及能量消耗等方面与传统Anammox工艺进行了比较。大量研究结果显示，绝大部分Anammox-BES的脱氮过程为厌氧氨氧化、硝化、反硝化以及微生物产电等多种过程的耦合，系统整体脱氮效率高。然而，由于影响Anammox-BES系统性能的因素众多，并且能量回收率低，在实际废水处理方面尚未得到广泛应用。因此，在今后的研究中，需要继续开发增强厌氧氨氧化菌产电能力的技术手段，以实现废水脱氮的同时回收蕴藏于铵盐中的化学能；对于现有Anammox-BES，仍需开发具有高导电性、生物相容性以及比表面积的阳极材料，并进一步优化操作条件，以提高系统脱氮、产电性能以及稳定性。     

生活污水厌氧氨氧化脱氮工艺研究

城镇生活污水是主要的氮排放源，导致生态环境危害。随着我国城镇化进程的加快，生活污水的排放越来越多，相应的生活污水处理的需求也增多，传统的污水处理工艺已无法满足需求，需要研究更高效的污水脱氮工艺。本文以生活污水为研究对象，采用A/O与UASB串联工艺，USAB作为深度脱氮反应器，探究以厌氧氨氧化为核心的污水生物脱氮工艺，将厌氧氨氧化反应器与常规生化反应器（A/O）串联，在常规生化反应器实现亚硝化，进而与UASB串联，系统最高去除95%的氨氮和86%的总氮。在基本不额外增加运行成本的基础上达到了提高出水水质、深度脱氮效果，该工艺的控制参数对现有污水处理厂提标、降耗具有一定借鉴意义。     

铁元素对厌氧氨氧化菌脱氮效能的影响

厌氧氨氧化工艺是治理水体氮污染的一种绿色、高效新型生物技术。然而,厌氧氨氧化菌世代时间长,对环境敏感性高,致使厌氧氨氧化系统启动缓慢、运行稳定性较低,进而导致厌氧氨氧化工艺在实际应用中受限。铁不仅是环境中普遍存在的金属元素,也是微生物生长所需的必要营养元素之一。本文综述了铁元素价态及投加量对基于厌氧氨氧化反应的废水脱氮工艺启动及运行过程中含氮污染物去除效果,分析铁元素存在时,铁/氮元素的反应途径、厌氧氨氧化菌生长速率、颗粒形成以及微生物群落组成演变等方面的作用关系,旨在深入探究和阐释元素铁对于厌氧氨氧化菌脱氮性能的内在作用机制,为实现工程化利用铁强化厌氧氨氧化系统脱氮过程、提高微生物活性提供科学指导。     

影响厌氧氨氧化反应的主要因素及其研究进展

厌氧氨氧化因能在低碳源的废水中进行脱氮反应越来越受到人们的关注。在从化学反应式层面阐述了厌氧氨氧化的反应机理的基础之上,介绍了碳源、溶解氧、温度、HRT、抑制剂、盐度等影响厌氧氨氧化菌脱氮反应的主要因素,以及在废水脱氮方面的应用前景,并指出应用发展的瓶颈。     

厌氧铁氨氧化脱氮效果与影响因素的研究

近年来，以Fe³⁺为电子受体的厌氧铁氨氧化(Feammox)作为一种新型的生物脱氮工艺受到了研究者们的广泛关注，为了研究Feammox中氮的去除和不同条件下的脱氮效果，实验通过对厌氧氨氧化污泥进行驯化培养，以Fe³⁺诱导厌氧氨氧化污泥启动Feammox系统，系统稳定运行后，监测Feammox系统的脱氮效果。同时分析了Fe³⁺浓度，pH，温度，氨氮浓度对Feammox脱氮性能的影响。结果表明，当Fe³⁺浓度为75 mg/L,pH为6，反应温度为30℃，进水氨氮浓度为75 mg/L的情况下反应器具有明显的脱氮效果，脱氮率可达到65.04%。同时也证实了Feammox在实际处理含铁氨氮废水的可行性。     

改进UCT工艺强化城镇污水脱氮除磷实例研究

目前城镇污水处理厂大多存在运行能耗高、污水处理效能低、脱氮除磷能力不足等问题，污水处理提质增效迫在眉睫。以出水可稳定达到一级A标准的南京市某污水厂改进UCT工艺为工程实例，通过全流程水质监测与微生物群落结构分析，探究优化工艺设计与运行对强化脱氮除磷的影响。结果表明，通过合理设置分段进水、多点回流比例和回流点位，UCT工艺可取得较好的脱氮效果，TN去除率可达到79.23%和82.29%；延长HRT、降低厌氧区进水浓度、增加内回流点数均有利于多种脱氮途径协同作用，尤其厌氧氨氧化脱氮贡献可提高7.48%；但强化生物脱氮与除磷条件之间存在拮抗作用。微生物群落结构分析显示，HRT的增长及内回流点的增加有利于提高微生物多样性，同时能使浮霉菌门（Planctomycetes）占优，丰度为29.48%～50.67%，好氧池硝化螺旋菌属（Nitrospira）受到抑制。研究结果可为国内现有污水处理厂提质增效提供工艺改进和运行优化方面的指导和依据。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合形式、应用及脱氮效能评析

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺相比具有一定优势,但该联合工艺是否一定优于传统生物脱氮工艺尚需论证。本文介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的组合形式、特点和处理实际废水的研究进展,从脱氮速率、能耗及碳源的角度将部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺进行对比分析。指出部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺具有不需要额外投加有机碳源的优点;部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺虽然在曝气方面可以节省能耗,但是其中温反应需要一定的热能消耗,综合分析其处理能耗高于传统生物脱氮工艺;同时该联合工艺的整体脱氮速率与传统生物脱氮工艺相比差别不大。据此提出在选择生物脱氮工艺时需要考虑废水的碳氮比,碳氮比高时可以采用传统生物脱氮工艺,碳氮比低时可以考虑使用部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

引进厌氧氨氧化脱氮系统失效原因分析及解决途径

作为低碳节能的生物脱氮工艺，厌氧氨氧化引进国内已有十余年的历史，已有多家食品加工龙头企业从国外引进了十多套厌氧氨氧化脱氮系统。这些系统大部分运行良好，但也有少数脱氮效果不稳定，未能达到预期效果。以典型食品加工废水厌氧氨氧化处理系统为例，分析确定了该脱氮系统失效原因在于进水氨氮低于系统设计要求，难以形成稳定的亚硝氮积累，破坏了一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-A)系统的稳定高效脱氮，导致系统出水总氮去除率下降，同时出水硝氮明显升高。为解决此难题，采用高效亚硝化反应器促进食品加工废水快速稳定亚硝化，一周后平均亚硝化率可达92.92%，平均出水亚硝氮为84.09 mg/L，平均亚硝化产率约为0.41 kg/(m³·d)，保障了厌氧氨氧化系统亚硝氮基质供应，并在小试Anammox脱氮系统实现总氮去除率达84.52%，出水总氮低于15 mg/L，平均总氮去除负荷0.56 kg/(m³·d)。研究结果可为解决当前国内食品加工厌氧氨氧化脱氮系统失效问题提供新的思路。     

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理煤气化废水的研究

为了实现煤气化废水的经济有效脱氮，分别研究了单独亚硝化及其与厌氧氨氧化组合工艺对实验室模拟废水和实际煤气化废水的脱氮性能，分析了废水中苯酚对亚硝化反应器运行的影响及其自身转化。结果表明：质量浓度为7～50 mg/L的苯酚对亚硝化系统首先产生抑制，但随着运行时间延长，系统性能逐渐恢复。在处理实际煤气化废水时，逐渐增加进水中煤气化废水的比例，废水中毒性物质对亚硝化过程的影响能够被克服，亚硝化反应器可以实现稳定运行。在亚硝化反应器中，亚硝态氮积累率达90%左右，COD去除率达98%，反硝化脱氮对总氮的去除率达到60%左右；组合工艺中亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器均能够稳定运行，厌氧氨氧化脱氮率维持在70%左右；实际煤气化废水亚硝化-厌氧氨氧化全程氮去除率平均达到86%。     

厌氧氨氧化研究进展

厌氧氨氧化是近年来发现的新型生物脱氮途径。综述了厌氧氨氧化反应的由来、可能的反应机理、厌氧氨氧化微生物、厌氧氨氧化工艺的研究及应用并指出了今后的研究方向。     

氧化还原介体介导厌氧氨氧化生物脱氮的研究进展

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）工艺被认为是一种高效经济且环境友好的生物脱氮技术，是传统生物脱氮工艺的理想替代。然而，该工艺的核心微生物——厌氧氨氧化菌（AnAOB）生长速度缓慢，导致反应器启动时间长，限制了该工艺的实际应用与推广。因此，如何提高AnAOB活性，进一步缩短反应器启动时间成为亟待解决的问题。氧化还原介体（redox mediator,RMs）作为电子载体，通过加速电子传递过程，可增强AnAOB脱氮酶活性和代谢性能，从而提高整体脱氮效果。本文围绕RMs在强化Anammox性能中的作用进行讨论，介绍了RMs的特性、种类及其基本原理，从Anammox性能、胞外聚合物产量、脱氮酶活性及功能菌丰度等方面综述了RMs对Anammox过程的影响，并对其潜在的机理进行了分析和总结，以期为今后的实际应用提供理论依据和参考价值。